Question

6．工業(yè)合成氨的反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃是一個可逆反應(yīng)，反應(yīng)條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑．已知形成1  mol H-H鍵、1mol N-H鍵、1mol N≡N鍵放出的能量分別為436kJ、391kJ、946kJ．則：
（1）若1mol N₂完全反應(yīng)生成NH₃可放出（填“吸收”或“放出”）熱量92kJ．
（2）如果將1mol N₂和3mol H₂混合，在一定條件下使其充分反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量總小于上述數(shù)值，其原因是合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化．
（3）實驗室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為2L的密閉容器中進行，一定條件下，當合成氨反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，下列說法正確的是aef．
a．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等        
b．正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0
c．N₂和H₂的濃度相等                  
d．N₂、H₂和NH₃的體積分數(shù)相等
e．容器中混合氣體的密度保持不變       
f．容器內(nèi)的壓強保持不變．

Answer 1

分析 （1）△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和；
（2）合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；
（3）化學(xué)平衡狀態(tài)是正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度保持不變的狀態(tài)，反應(yīng)達到最大限度，據(jù)此分析．

解答 解：（1）△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和，反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃中△H=（946+3×436-6×391）kJ/mol=-92kJ/mol，所以正反應(yīng)放熱，故答案為：放出；92；
（2）合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，故答案為：合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；
（3）a．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確； 
b．正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0，是指反應(yīng)開始時的狀態(tài)，反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
c．N₂和H₂的濃度相等，反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，故錯誤； 
d．N₂、H₂和NH₃的體積分數(shù)相等，與平衡狀態(tài)無關(guān)，故錯誤；
e．當合成氨反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，總質(zhì)量和體積都不變，所以密度保持不變，故正確；
f．當合成氨反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，氣體總物質(zhì)的量不變，所以壓強保持不變，故正確；
故答案為：aef．

點評 本題考查了據(jù)鍵能計算焓變、可逆反應(yīng)的焓變、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大．